單器guan和多器官芯片MPS技術旨在模仿器guan功能和/或交流的特定方面,而不是復制整個器guan或人體(10)。例如,與腎臟排泄相關的研究可能無法完全捕獲腎臟功能的復雜性,但是在開發(fā)用于研究腎臟生理學特定方面的芯片模型和主要腎小管上皮類器guan方面已經取得了進展。多器官芯片MPS可以提供有關器guan之間相互作用的見解,并可以同時研究不同的過程;合并肝組織或其他易受毒性影響的器guan,為同時研究療效和毒性提供了獨特的機會。英國CNBio的PhysioMimix器官芯片技術來自于MIT,用于在單器guan和多器guan實驗中對細胞培養(yǎng)條件進行實時控制,以模擬體內生理學。與2D和3D細胞培養(yǎng)相比,由于器官芯片的采用率激增,北美在全球器官芯片領域占據主導地位。國產類器官芯片技術
英國CNBio的器官芯片系統(tǒng),包括PhysioMimix實驗室臺式儀器,使研究人員能夠通過快速且預測性的基于人體組織的研究在實驗室中對人體生物學進行建模。該技術彌補了傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)與人類研究之間的空白,并朝著模擬人類生物學條件前進,以支持新療法的加速發(fā)展。應用范圍包括傳染病,新陳代謝和炎癥。利用器官芯片平臺PhysioMimix,我們生成了NAFLD的人源體外模型。PHH在含脂肪的培養(yǎng)基中培養(yǎng),該培養(yǎng)基誘導了臨床疾病早期階段的關鍵特征,包括細胞內脂肪負載。白蛋白產生增加和關鍵基因表達的變化(包括那些與代謝和胰島素抵抗有關的基因)。微流控器官芯片常見問題器官芯片可用于疾病模型開發(fā)、藥物毒性評估、藥物代謝研究等應用。
器官芯片協會在過去20年,學術界,企業(yè)和的藥物研發(fā)機構的深入參與的支持下逐漸成熟。有很多不同的機構和財團幫助提升和促進器官芯片系統(tǒng)的使用。例如,Orchard財團,他們的目的是創(chuàng)建一個器官芯片技術發(fā)展的路線圖,這可以鑒別出潛在的路障和解決方案,提高意識,將器官芯片實施入歐盟或其他地方的科學研究,R&D,以及法規(guī)指導原則中。學術機構研發(fā)并且發(fā)表了很多創(chuàng)新的器官芯片系統(tǒng),器官芯片公司收購這些系統(tǒng),并且繼續(xù)開發(fā)直至商業(yè)化或者提供服務。伴隨著工業(yè)合作伙伴的支持通過技術**的開發(fā)和財政支持以及通過合作獲得技術,一個生態(tài)系統(tǒng)開始發(fā)展。我們開始看到器官芯片系統(tǒng)開始被接受,在藥物開發(fā)項目中得以積極的使用。英國CN-Bio過去10年是這個協會的一部分,和學術界強烈連接,生物技術和藥企。
MPS(微生理系統(tǒng)),也即器官芯片系統(tǒng),包含一系列平臺,這些平臺通過使用微工程技術(通常與3D微環(huán)境結合使用)來模仿器g功能的各個方面。此類系統(tǒng)已報告為3D球體,Organoid,器官芯片,多器官芯片,靜態(tài)微圖案技術和非物理芯片模型。在這些平臺中,活細胞和微流體技術與某種形式的藥物輸送,刺激和/或傳感工具結合使用。器官芯片(OOC)模型可以作為單個系統(tǒng)或模擬器g相互交流的連接單元存在。MPS建立通過傳統(tǒng)二維實驗使用的概念上,并包括改善生理相關性的設計特征,例如1)生物聚合物或組織衍生基質中的3D微環(huán)境;2)模擬體內發(fā)現的機械提示,例如拉伸和灌注,以提供剪切應力;3)多種細胞類型;4)引入濃度梯度的能力器官芯片因在預測人體對新型藥物反應的建模、測試等方面的極大前景,逐漸成為科研界的研究熱點。
在一項毒理學研究中證明了在單器官芯片中灌注肝細胞的價值,該研究捕獲了一個已經明確的肝毒su的作用,并揭示了其類似物(以前被低估)毒性的新穎見解。代謝物以劑量依賴性方式形成,類似于患者用藥過量的情況,白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭測量分別評估肝細胞功能和毒性。而研究人員意識到,由單一細胞類型組成的MPS并不能為所有代謝研究提供完整的解決方案。為了提供更緊密地反映體內肝臟微體系結構復雜性的器g樣模型。已經使用多種細胞類型創(chuàng)建了共培養(yǎng)模型。 GSK、諾和諾德、羅氏等均已投資多個器官芯片平臺,以開發(fā)用于藥物篩選和評估的的創(chuàng)新模型。智能器官芯片資訊
與2D和3D細胞培養(yǎng)相比由于器官芯片的采用率激增,北美在全球器官芯片領域占據主導地位。國產類器官芯片技術
器官芯片模型的可用性為理解人類疾病的發(fā)病機制提供了大量機會,并為篩選藥物提供了潛在的更好模型,因為這些模型利用了類似于人體的動態(tài)3D環(huán)境。盡管芯片上器guan模型存在局限性,但新技術的出現提高了其轉化研究和精確醫(yī)學的能力。全球器官芯片市場按型號和用戶進行細分。模型類型包括肝芯片模型、肺芯片模型、心臟芯片模型、腎芯片模型、定制和多器官芯片模型等,用戶包括制藥公司、研究機構等。器官芯片有潛力為生理相關的體外藥物測試提供更好的試驗預測,能避免由于2D細胞培養(yǎng)和動物實驗等模型缺乏預測性而導致的失敗。英國CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實現此遠大目標而應運而生。國產類器官芯片技術
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